C++プログラミング入門：sqrt・sqrtl・sqrtf関数で平方根を正確に計算する方法

C++の数学関数（cmathライブラリ）とは

本記事では、C++の数学関数であるsqrt()、sqrtl()、sqrtf()を使って、double型、long double型、float型それぞれの変数の平方根を高精度に求める方法を解説します。C++の<cmath>ヘッダーには、sinやcosといった三角関数、平方根、ceil（切り上げ）、floor（切り捨て）など、幅広い数学計算用の関数が用意されています。これらの計算メソッドを利用するには、プログラム内で<cmath>ヘッダーファイルを読み込むことが必須です。

sqrt関数（double型）

double sqrt()関数は、double型変数の平方根を精度よく返します。構文は以下の通りです。

構文

double sqrt(double arg)

次のC++コードでは、初期値を持つdouble型変数を定義し、その平方根を計算しています。sqrt()関数がこの値を受け取り、指定した精度で結果を出力します。

サンプルコード

#include <cmath>
#include <iomanip>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    double val = 225.0;
    cout << fixed << setprecision(5) << sqrt(val);
    return (0);
}

実行結果

このプログラムの出力は、小数点以下5桁の精度で表示されます。

15.00000

sqrtl関数（long double型）

long double sqrtl()関数は、long double型変数の平方根を精度よく返します。非常に大きな数値を扱う場合に特に有効な関数です。構文は以下の通りです。

long double sqrtl(long double arg)

以下は、sqrtl()関数を使用してlong double型変数の平方根を計算する例です。

サンプルコード

#include <cmath>
#include <iomanip>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    long long int val = 1000000000000000000;
    cout << fixed << setprecision(10) << sqrt(val);
    return (0);
}

実行結果

コードエディタでコンパイルして実行すると、入力されたlong型変数の計算結果が以下のように表示されます。

1000000000.000000000

sqrtf関数（float型）

float sqrtf()関数は、float型変数の平方根を精度よく返します。構文は以下の通りです。

構文

float sqrtf(float arg)

構文に従い、float型変数をsqrtf()関数に渡すことで、平方根を計算できます。

サンプルコード

#include <cmath>
#include <iomanip>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    float val = 300.0;
    cout << fixed << setprecision(5) << sqrtf(val);
    return (0);
}

実行結果

指定したfloat型変数の平方根は、以下のように出力されます。

17.32051